一種全自動(dòng)頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種全自動(dòng)頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀，包括解吸裝置、氣體檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)采集盒和上位機(jī)；所述解吸裝置由恒溫水浴箱和兩個(gè)解吸罐組成，解吸罐放置在恒溫水浴箱中，解吸罐用于快速放入巖樣；所述氣體檢測(cè)裝置包括箱體、計(jì)量筒、集氣瓶和壓力傳感器，集氣瓶收集到的頁(yè)巖氣將瓶中的液體壓入計(jì)量筒中；所述數(shù)據(jù)采集盒包括采集盒框體、前后面板和硬件電路，硬件電路設(shè)有電源模塊、信號(hào)接收模塊和信號(hào)處理模塊；數(shù)據(jù)采集盒用于采集氣體檢測(cè)裝置檢測(cè)到的信號(hào)，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)缴衔粰C(jī)；上位機(jī)用于對(duì)信號(hào)顯示、存儲(chǔ)和分析；本發(fā)明的測(cè)試儀設(shè)計(jì)科學(xué)、便于快速拆卸裝箱攜帶。使用本測(cè)試儀整個(gè)解吸氣過(guò)程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測(cè)量，且測(cè)量精度高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種全自動(dòng)頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀，具體地說(shuō)是一種采用解吸法進(jìn)行頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析的儀器，屬于油氣勘探領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)土資源部2012年發(fā)布的《全國(guó)頁(yè)巖氣資源潛力調(diào)查評(píng)價(jià)及有利區(qū)優(yōu)選》研究成果表明，我國(guó)陸域頁(yè)巖氣地質(zhì)資源潛力為134.42萬(wàn)億m3，可采資源潛力為25.08萬(wàn)億m3。頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)潛力巨大，但目前我國(guó)對(duì)該領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)尚屬起步階段，尤其是頁(yè)巖含氣量測(cè)定、評(píng)估的設(shè)備遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足目前的需求。
[0003]頁(yè)巖含氣量是評(píng)估頁(yè)巖原始?xì)饬康年P(guān)鍵參數(shù)，對(duì)頁(yè)巖含氣性評(píng)價(jià)、資源儲(chǔ)量預(yù)測(cè)具有重要的意義。解吸法是測(cè)試頁(yè)巖含氣量中非常重要的一種方法，目前已被國(guó)外廣泛應(yīng)用在頁(yè)巖氣勘探、開(kāi)發(fā)過(guò)程中，是評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣資源儲(chǔ)量最常用的方法。
[0004]目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)存在進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)兩種頁(yè)巖氣解吸測(cè)量設(shè)備。國(guó)外設(shè)備的測(cè)量精度較高、自動(dòng)化程度高、穩(wěn)定性較好，但是價(jià)格昂貴并且其內(nèi)置算法并不適用于國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣含量的評(píng)估；近年國(guó)內(nèi)也陸續(xù)開(kāi)發(fā)了一些新型的頁(yè)巖氣解吸測(cè)量設(shè)備，如2010年公開(kāi)的“吸附氣含量測(cè)量?jī)x及其實(shí)驗(yàn)方法”專(zhuān)利號(hào)為201010137275.1，該測(cè)量?jī)x存在測(cè)量精度低、人工讀數(shù)、人工數(shù)據(jù)處理、不便于攜帶的不足；2013年公開(kāi)的重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院申請(qǐng)的“頁(yè)巖氣含氣量便攜測(cè)量?jī)x”，專(zhuān)利號(hào)為201220640816.7，該測(cè)量?jī)x由于以便攜測(cè)量為目的，受儀器體積等各方面的限制，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度相對(duì)低、測(cè)量操作步驟采用人工完成。還有如2013年公開(kāi)的恒泰尚合能源技術(shù)(北京)有限公司申請(qǐng)的“一種新型頁(yè)巖含氣量測(cè)試儀和頁(yè)巖含氣量測(cè)定方法”，專(zhuān)利號(hào)為201210592194.X，該測(cè)試儀存在人工記錄和處理數(shù)據(jù)、操作過(guò)程復(fù)雜、解吸后氣體溫度的測(cè)量缺失的不足。以上設(shè)備都需要人工記錄和處理數(shù)據(jù)，存在對(duì)解吸環(huán)境測(cè)量的不完整性，因而，測(cè)量誤差大，自動(dòng)化程度低，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)快速解吸的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為解決上述已有技術(shù)的不足，而設(shè)計(jì)一款能夠?qū)崿F(xiàn)精確測(cè)量、樣品加熱均勻，能通過(guò)計(jì)算機(jī)直觀顯示測(cè)量過(guò)程及結(jié)果，且結(jié)構(gòu)緊湊，氣密性好，操作方便，便于移動(dòng)和攜帶的，適用于頁(yè)巖氣解吸的全自動(dòng)頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:設(shè)計(jì)一種全自動(dòng)頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀，包括解吸裝置、氣體檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)采集盒和上位機(jī)；
[0007]所述的解吸裝置含有恒溫水浴箱和兩個(gè)解吸罐，兩個(gè)解吸罐放置在恒溫水浴箱中；每個(gè)解吸罐由罐體、罐蓋、快速夾具、快速接頭A、溫度傳感器A組成，罐體和罐蓋之間設(shè)有O型密封圈；罐體上部和罐蓋四周均勻分布有三個(gè)配套的快速夾具，使罐體與罐蓋間形成的壓扣式連接；所述快速接頭A、溫度傳感器A均通過(guò)螺紋安裝在罐蓋上；所述的兩個(gè)解吸罐用于快速放入巖樣；[0008]所述的氣體檢測(cè)裝置包括檢測(cè)箱體及安裝在箱體內(nèi)的計(jì)量筒、集氣瓶和壓力傳感器；所述檢測(cè)箱體由底板，前擋板，右側(cè)板，后板，左側(cè)板和上蓋板通過(guò)螺栓、螺母固定連接構(gòu)成；在箱體底板上均勻分布有四個(gè)底腳，各個(gè)底腳通過(guò)上下兩個(gè)調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)高度與平穩(wěn)性；所述計(jì)量筒通過(guò)夾具環(huán)A和夾具座固定在所述箱體左側(cè)板上；在計(jì)量筒頂部安裝有液位傳感器，計(jì)量筒底部連接有三通接頭A，所述三通接頭A的第二個(gè)接頭通過(guò)導(dǎo)管與液位計(jì)快插接頭連接，液位計(jì)快插接頭與液位計(jì)連接，液位計(jì)安裝在計(jì)量筒前，所述三通接頭A的第三個(gè)接頭通過(guò)導(dǎo)管與集氣瓶底部連接的三通接頭C的第二個(gè)接頭連接；三通接頭C的第三個(gè)接頭通過(guò)導(dǎo)管連接穿板安裝接頭A，穿板安裝接頭A安裝在左側(cè)板的下部，穿板安裝接頭A—端與排水閥連接；所述集氣瓶通過(guò)夾具環(huán)B固定在所述箱體右側(cè)板上，集氣瓶?jī)?nèi)裝有液體，集氣瓶在收集到頁(yè)巖氣時(shí)，通過(guò)集氣瓶下連接的三通接頭C與導(dǎo)管將瓶?jī)?nèi)的液體壓入計(jì)量筒中；集氣瓶上方通過(guò)螺紋安裝有溫度傳感器B、快速接頭B和卡套式直通接頭；所述的快速接頭B通過(guò)導(dǎo)管連接箱體上蓋板內(nèi)側(cè)的穿板安裝接頭C，上蓋板外側(cè)則通過(guò)安裝的穿板安裝接頭C連接注水閥，構(gòu)成一個(gè)排氣/注水口 ；所述的卡套式直通接頭通過(guò)導(dǎo)管連接穿板安裝接頭B的一端，穿板安裝接頭B固定在托板上；所述托板通過(guò)螺栓、螺母固定在裝置的后板上；所述的壓力傳感器通過(guò)三通接頭B連接穿板安裝接頭B的另一端，三通接頭B的第三個(gè)接頭與內(nèi)螺紋直通接頭連接；內(nèi)螺紋直通接頭通過(guò)導(dǎo)管連接箱體上蓋板內(nèi)側(cè)的手動(dòng)閥，手動(dòng)閥通過(guò)螺栓、螺母安裝在一塊連接板上，在所述的箱體上蓋板外表面安裝有一個(gè)手動(dòng)閥扭動(dòng)把手，用于控制管路的通斷；所述的手動(dòng)閥的一端還連接有導(dǎo)管，導(dǎo)管一端穿過(guò)后板上的導(dǎo)管孔，所述穿過(guò)導(dǎo)管孔的導(dǎo)管在測(cè)試分析儀使用時(shí)用于連接解吸裝置的快速接頭A;
[0009]所述的數(shù)據(jù)采集盒包括采集盒框體、采集盒前面板、采集盒后面板和采集盒內(nèi)置的硬件電路，數(shù)據(jù)采集盒的硬件電路用于采集氣體檢測(cè)裝置檢測(cè)到的信號(hào)，并將信號(hào)濾波和處理，及模數(shù)轉(zhuǎn)換后將信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)；
[0010]所述的上位機(jī)用于對(duì)信號(hào)顯示、存儲(chǔ)和分析，通過(guò)上位機(jī)直觀顯示測(cè)量過(guò)程及結(jié)果;
[0011]所述的解吸裝置、氣體檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)采集盒均通過(guò)快速接口連接，數(shù)據(jù)采集盒通過(guò)USB總線(xiàn)將信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
[0012]本發(fā)明所述的解吸罐罐體上部和罐蓋設(shè)有配套的快速夾具，每套快速夾具包括手柄、支架、固定塊、U型圈、鎖緊螺母、銷(xiāo)軸A和銷(xiāo)軸B，其中支架通過(guò)螺釘固定在罐蓋上，支架和手柄通過(guò)銷(xiāo)軸B連接，手柄中設(shè)有孔，銷(xiāo)軸A橫穿在手柄的孔中，所述銷(xiāo)軸A兩端有連接孔；所述固定塊由螺釘固定在罐體上，U型圈的兩端加工有螺紋；當(dāng)罐體與罐蓋間要壓扣緊密時(shí)，將U型圈先套在固定塊上，U型圈有螺紋的兩端從下往上插入銷(xiāo)軸A兩側(cè)的連接孔中，并在銷(xiāo)軸A的連接孔上下用鎖緊螺母將U型圈固定，調(diào)節(jié)U型圈套在固定塊上的位置可使罐體與罐蓋夾緊。
[0013]本發(fā)明所述快速接頭A外部還有一個(gè)可拆卸保護(hù)蓋，在測(cè)試分析儀不使用時(shí)，將其安裝于快速接頭A上起到保護(hù)作用。
[0014]本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)采集盒的采集盒前面板上設(shè)置有按鈕和接口，包括“開(kāi)關(guān)”、“一號(hào)電池”、“二號(hào)電池”、“外部供電”四個(gè)按鈕，及“一號(hào)充電”，“二號(hào)充電”，“外部電源”三個(gè)接口，散熱孔也設(shè)在采集盒前面板上；采集盒后面板設(shè)置有通道一、二、三、“數(shù)據(jù)通訊”的通訊接口及“風(fēng)扇電源”供電接口，還設(shè)有散熱風(fēng)扇。
[0015]本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)采集盒中內(nèi)置的硬件電路設(shè)有電源模塊、信號(hào)接收模塊、信號(hào)處理模塊、USB總線(xiàn)；電源模塊包括直流電源、穩(wěn)壓模塊和電量監(jiān)測(cè)模塊；直流電源采用大容量蓄電池，穩(wěn)壓模塊采用WRB-DC2424YMD-3W芯片，將直流電源產(chǎn)生的18-26V電壓轉(zhuǎn)化為24V電壓穩(wěn)定輸出，電量監(jiān)測(cè)模塊由兩個(gè)高阻值分壓電阻構(gòu)成，在低功耗模式下對(duì)電源電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)；所述信號(hào)接收模塊用于接收液位傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器采集的信號(hào)；所述的信號(hào)處理模塊設(shè)有I/O接口、濾波模塊、I/V信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、連接方式選擇模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊；其中連接方式為差分連接、單端參考連接和單端無(wú)參考連接。
[0016]本發(fā)明的全自動(dòng)頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀具有的有益效果是:
[0017]1、本發(fā)明的測(cè)試分析儀采用模塊化封裝，由便攜式的溫控水浴箱安放兩個(gè)解吸罐構(gòu)成解吸裝置，解吸裝置、氣體檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)采集盒、便攜式上位機(jī)四部分均通過(guò)快速接口連接，可快速裝拆，便于裝箱攜帶。
[0018]2、本發(fā)明采用的解吸裝置密封性好，罐體與罐蓋間采用的壓扣式連接方式保證了樣品的快速裝入，采用的O型密封圈保證了罐體與罐蓋間的密封性。
[0019]3、本發(fā)明的氣體檢測(cè)裝置能準(zhǔn)確測(cè)量解吸氣體積，并將測(cè)量體積實(shí)時(shí)換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積，消除了溫度和壓力的影響。
[0020]4、本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集盒與上位機(jī)聯(lián)合處理功能強(qiáng)大，解吸過(guò)程壓力、溫度、氣體體積信息實(shí)時(shí)記錄，數(shù)據(jù)保存完整，并可現(xiàn)場(chǎng)處理數(shù)據(jù)，得到損失氣量及生成評(píng)估報(bào)告，從而實(shí)現(xiàn)真正的現(xiàn)場(chǎng)快速解吸。
[0021]5、本發(fā)明的測(cè)試分析儀自動(dòng)化程度高，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試過(guò)程的全自動(dòng)化及測(cè)試全程可視化，可顯示實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，亦可查閱歷史數(shù)據(jù)，在大幅度減少人工操作的同時(shí)，提高了測(cè)試精度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明全自動(dòng)頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀外觀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明解吸裝置中解吸罐結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明解吸裝置中快速夾具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為本發(fā)明氣體檢測(cè)裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5為本發(fā)明氣體檢測(cè)裝置外部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖6為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集盒前面板布置示意圖。
[0028]圖7為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集盒后面板布置示意圖。
[0029]圖8為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集盒內(nèi)部布置示意圖。
[0030]圖9為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集盒硬件電路框圖。
[0031 ] 上述圖中:1-解吸裝置，2-氣體檢測(cè)裝置，3-數(shù)據(jù)采集盒，4-恒溫水浴箱，5-快速接頭A，6-罐蓋，7-銷(xiāo)軸A，8-鎖緊螺母，9-U型圈，10-固定塊，11-罐體，12-0型密封圈，13-銷(xiāo)軸B，14-手柄，15-支架，16-溫度傳感器A，17-液位傳感器，18-液位計(jì)，19-計(jì)量筒，20-液位計(jì)快插接頭，21-夾具環(huán)A，22-夾具座，23-三通接頭A，24-導(dǎo)管，25-穿板安裝接頭A，26-排水閥，27-三通接頭C，28-夾具環(huán)B，29-集氣瓶，30-快速接頭B，31-卡套式直通接頭，32-溫度傳感器B，33-穿板安裝接頭B，34-三通接頭B，35-內(nèi)螺紋直通接頭，36-托板，37-壓力傳感器，38-導(dǎo)管孔，39-手動(dòng)閥，40-連接板，41-穿板安裝接頭C，42-注水閥，43-底腳調(diào)節(jié)螺栓，44-底板，45-前擋板，46-右側(cè)板，47-后板，48-左側(cè)板，49-上蓋板，50-手動(dòng)閥扭動(dòng)把手，51-米集盒前面板，52-米集盒后面板，53-米集盒框體。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述:
[0033]實(shí)施例1:本發(fā)明提供的一種全自動(dòng)頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀，其整體外觀如圖1，包括解吸裝置1、氣體檢測(cè)裝置2、數(shù)據(jù)采集盒3和上位機(jī)；參見(jiàn)圖2，所述的解吸裝置I含有恒溫水浴箱4和兩個(gè)解吸罐，兩個(gè)解吸罐放置在恒溫水浴箱4中；每個(gè)解吸罐由罐蓋6、罐體11、快速接頭A5、快速夾具、溫度傳感器A16組成，罐蓋6和罐體11之間設(shè)有O型密封圈12 ;罐體11上部和罐蓋6四周均勻分布有三個(gè)配套的快速夾具，使罐體11與罐蓋6間形成的壓扣式連接；所述快速接頭A5、溫度傳感器A16均通過(guò)螺紋安裝在罐蓋6上；快速接頭A5外部有一個(gè)可拆卸保護(hù)蓋，在測(cè)試分析儀不使用時(shí)，可將其安裝于快速接頭A5上起到保護(hù)作用；解吸罐用于快速放入巖樣。
[0034]參見(jiàn)圖3，所述的每套快速夾具主要包括手柄14、支架15、固定塊10、U型圈9、鎖緊螺母8、銷(xiāo)軸A7和銷(xiāo)軸B13，其中的支架15通過(guò)螺釘固定在罐蓋6上，支架15和手柄14通過(guò)銷(xiāo)軸B13連接；手柄14中設(shè)有孔，銷(xiāo)軸A7橫穿在手柄14的孔中，所述銷(xiāo)軸A7兩端設(shè)有連接孔；所述固定塊10由螺釘固定在罐體11上，U型圈9的兩端加工有螺紋；當(dāng)罐體11與罐蓋6間要壓扣緊密時(shí)，將U型圈9先套在固定塊10上，U型圈9有螺紋的兩端從下往上插入銷(xiāo)軸A7兩側(cè)的連接孔中，并在銷(xiāo)軸A7的連接孔上下用鎖緊螺母8將U型圈9固定，調(diào)節(jié)U型圈9套在固定塊10上的位置可使罐體11與罐蓋6夾緊。
[0035]參見(jiàn)圖4、5，所述的氣體檢測(cè)裝置2包括檢測(cè)箱體及安裝在箱體內(nèi)的計(jì)量筒19、集氣瓶29和壓力傳感器37 ;所述檢測(cè)箱體由底板44，前擋板45，右側(cè)板46，后板47，左側(cè)板48和上蓋板49通過(guò)螺栓、螺母固定連接構(gòu)成；在箱體底板44上均勻分布有四個(gè)底腳43，底腳43通過(guò)上下兩個(gè)調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)高度與平穩(wěn)性；所述計(jì)量筒19通過(guò)二個(gè)夾具環(huán)A21、夾具座22固定在所述箱體左側(cè)板48上；在計(jì)量筒19頂部安裝有液位傳感器17，液位傳感器17采用磁致伸縮傳感器，計(jì)量筒底部連接有三通接頭A23，所述三通接頭A23的第二個(gè)接頭通過(guò)導(dǎo)管24與液位計(jì)快插接頭20連接,液位計(jì)快插接頭20與液位計(jì)18連接,液位計(jì)18安裝在計(jì)量筒19前，所述三通接頭A23的第三個(gè)接頭通過(guò)導(dǎo)管24與集氣瓶29底部連接的三通接頭C27的第二個(gè)接頭連接；三通接頭C27的第三個(gè)接頭通過(guò)導(dǎo)管連接穿板安裝接頭A25，穿板安裝接頭A25安裝在左側(cè)板48的下部，穿板安裝接頭A25 —端與排水閥26連接；所述集氣瓶29通過(guò)二個(gè)夾具環(huán)B28固定在所述箱體右側(cè)板46上，集氣瓶29內(nèi)裝有液體，集氣瓶29在收集到頁(yè)巖氣時(shí)，通過(guò)集氣瓶下連接的三通接頭C27與導(dǎo)管將瓶?jī)?nèi)的液體壓入計(jì)量筒19中；集氣瓶29上方通過(guò)螺紋安裝有溫度傳感器B32、快速接頭B30和卡套式直通接頭31 ;所述的快速接頭B30通過(guò)導(dǎo)管連接箱體上蓋板49內(nèi)側(cè)的穿板安裝接頭C41，上蓋板49外側(cè)則通過(guò)安裝的穿板安裝接頭C41連接注水閥42，構(gòu)成一個(gè)排氣/注水口 ；所述的卡套式直通接頭31通過(guò)導(dǎo)管連接穿板安裝接頭B33的一端，穿板安裝接頭B33固定在托板36上；所述托板36通過(guò)螺栓、螺母固定在箱體的后板47上；所述的壓力傳感器37通過(guò)三通接頭B34連接穿板安裝接頭B33的另一端，三通接頭B34的第三個(gè)接頭與內(nèi)螺紋直通接頭35連接；內(nèi)螺紋直通接頭通過(guò)導(dǎo)管連接箱體上蓋板49內(nèi)側(cè)的手動(dòng)閥39，手動(dòng)閥通過(guò)螺栓、螺母安裝在一塊連接板40上，在所述的箱體上蓋板49外表面安裝有一個(gè)手動(dòng)閥扭動(dòng)把手50，手動(dòng)閥扭動(dòng)把手50用于控制手動(dòng)閥路的通斷；所述的手動(dòng)閥39的一端還連接有導(dǎo)管，導(dǎo)管一端穿過(guò)后板47上的導(dǎo)管孔38，所述穿過(guò)導(dǎo)管孔38的導(dǎo)管在測(cè)試分析儀使用時(shí)用于連接解吸裝置I中的快速接頭A5。
[0036]參見(jiàn)圖6、7、8，所述的數(shù)據(jù)采集盒3包括采集盒框體53、采集盒前面板51、采集盒后面板52和采集盒內(nèi)的硬件電路，數(shù)據(jù)采集盒內(nèi)的硬件電路用于采集氣體檢測(cè)裝置檢測(cè)到的信號(hào)，并將信號(hào)濾波和處理，及模數(shù)轉(zhuǎn)換后將信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
[0037]參見(jiàn)圖6，本發(fā)明中所述的數(shù)據(jù)采集盒3的采集盒前面板51為操作面板，包括“開(kāi)關(guān)”按鈕、“一號(hào)電池”按鈕、“二號(hào)電池”按鈕、“外部供電”按鈕，“一號(hào)充電”接口，“二號(hào)充電”接口，“外部電源”接口，散熱孔及標(biāo)注的數(shù)據(jù)采集盒名稱(chēng)；參見(jiàn)圖7，采集盒后面板52包括“通道一”、“通道二”、“通道三”三個(gè)通訊接口，及“數(shù)據(jù)通訊”接口、“風(fēng)扇電源”供電接口，散熱風(fēng)扇；參見(jiàn)圖8，采集盒框體53內(nèi)設(shè)有直流電源和電路板。
[0038]參見(jiàn)圖9，本發(fā)明中所述的數(shù)據(jù)采集盒3中安裝的電路板包括電源模塊、信號(hào)接收模塊、信號(hào)處理模塊、USB總線(xiàn)；電源模塊中設(shè)有穩(wěn)壓模塊、直流電源、電量監(jiān)測(cè)模塊，直流電源采用大容量蓄電池，避免了信號(hào)與上位機(jī)之間產(chǎn)生共地串?dāng)_；穩(wěn)壓模塊采用WRB-DC2424YMD-3W芯片，將直流電源產(chǎn)生的18-26V電壓轉(zhuǎn)化為24V電壓穩(wěn)定輸出，保證傳感器的穩(wěn)定供電；電量監(jiān)測(cè)模塊由兩個(gè)高阻值分壓電阻構(gòu)成，在低功耗模式下對(duì)電源電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)；所述信號(hào)接收模塊接收一個(gè)液位傳感器17、三個(gè)溫度傳感器、一個(gè)壓力傳感器的信號(hào)，液位傳感器17用于檢測(cè)計(jì)量筒19內(nèi)水位高度并轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)；二個(gè)溫度傳感器A16用于檢測(cè)解吸裝置I內(nèi)的溫度并轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)；溫度傳感器B32用于檢測(cè)集氣瓶29內(nèi)氣體溫度轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，壓力傳感器37用于檢測(cè)集氣瓶29內(nèi)的氣體壓力并轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)；所述的信號(hào)處理模塊包括I/O接口、濾波模塊、I/V信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、連接方式選擇模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述的I/O接口用于輸入傳感器采集的電流信號(hào)；所述的濾波模塊用于濾除干擾信號(hào)；所述的ΙΛ信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊用于將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，便于后期信號(hào)處理；連接方式有差分連接、單端參考連接和單端無(wú)參考連接；A/D轉(zhuǎn)換用于將電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；USB總線(xiàn)將處理得到的數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)；上位機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)、分析。
[0039]本發(fā)明中所述的上位機(jī)用于對(duì)信號(hào)顯示、存儲(chǔ)和分析，通過(guò)上位機(jī)直觀顯示測(cè)量過(guò)程及結(jié)果；所述的解吸裝置1、氣體檢測(cè)裝置2、數(shù)據(jù)采集盒3均通過(guò)快速接口連接，數(shù)據(jù)采集盒3通過(guò)USB總線(xiàn)將信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
[0040]實(shí)施例2:應(yīng)用實(shí)施例1提供的全自動(dòng)頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀進(jìn)行頁(yè)巖含氣量測(cè)試。
[0041]解吸氣計(jì)量的過(guò)程是:測(cè)試開(kāi)始前，首先將樣品迅速裝入解吸罐中，并用快速夾具將罐體11與罐蓋6扣壓緊密，將解吸罐密封好；迅速將解吸罐放入已達(dá)設(shè)定溫度的恒溫水浴箱4中，連接好導(dǎo)管，尤其是在現(xiàn)場(chǎng)連接的快速接頭A5與手動(dòng)閥39之間的導(dǎo)管。
[0042]通過(guò)注水閥42向集氣瓶29中注入液體，然后開(kāi)始解吸氣體。解吸裝置I中解吸出的氣體通過(guò)導(dǎo)管24，經(jīng)過(guò)手動(dòng)閥39，連接壓力傳感器37最后進(jìn)入集氣瓶29中，集氣瓶29中的液體在解吸氣的壓力作用下被壓入計(jì)量筒19中，液位傳感器17采用磁致伸縮傳感器，感應(yīng)到計(jì)量筒19中液位變化并將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)采集盒3。
[0043]數(shù)據(jù)采集盒3的操作方法是:
[0044]1、連線(xiàn)，開(kāi)機(jī)前通過(guò)兩端帶有航空插頭的電纜將測(cè)試分析儀中的三個(gè)溫度傳感器分別連接至通道一到通道三對(duì)應(yīng)的接口，其中解吸裝置I中兩個(gè)解吸罐的兩個(gè)溫度傳感器A16分別連接至通道一、通道二接口，溫度傳感器B32連接至通道三，數(shù)據(jù)采集盒3通過(guò)USB總線(xiàn)與上位機(jī)連接，電源風(fēng)扇供電通過(guò)USB接口與電源連接。
[0045]2、開(kāi)機(jī)，連好線(xiàn)路之后可以開(kāi)始采集信息，按下數(shù)據(jù)采集盒3的采集盒前面板51上的“開(kāi)關(guān)”按鈕，按鈕指示燈亮起，數(shù)據(jù)采集盒3便啟動(dòng)了，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后便可以正常工作，數(shù)據(jù)采集工作全過(guò)程是自動(dòng)的。
[0046]3、待測(cè)試完成后再次按下所述“開(kāi)關(guān)”按鈕，按鈕指示燈熄滅，數(shù)據(jù)采集盒3工作結(jié)束。
[0047]4、充電，內(nèi)置蓄電池電量過(guò)低需要充電時(shí)，關(guān)閉“開(kāi)關(guān)”按鈕，確?！伴_(kāi)關(guān)”按鈕指示燈處于熄滅狀態(tài)，將充電器通過(guò)航空插頭連接至“一號(hào)充電” / “ 二號(hào)充電”接口，并按下對(duì)應(yīng)的“一號(hào)電池”/ “二號(hào)電池”按鈕，相應(yīng)按鈕指示燈亮起，便可以實(shí)施對(duì)蓄電池的充電。電量充滿(mǎn)后，先按下“一號(hào)電池”/ “二號(hào)電池”按鈕，相應(yīng)按鈕指示燈熄滅，將充電器連線(xiàn)卸下，完成整個(gè)充電過(guò)程。
[0048]5、外部供電，當(dāng)內(nèi)置蓄電池電量過(guò)低，但還需要繼續(xù)測(cè)量時(shí)，要進(jìn)行外部供電。關(guān)閉“開(kāi)關(guān)”按鈕，確保“開(kāi)關(guān)”按鈕指示燈處于熄滅狀態(tài)，將外部電源通過(guò)航空插頭連接至“外部電源”接口，按下“外部供電”按鈕，按鈕指示燈亮起，待系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后便可以正常工作。
[0049]本發(fā)明的測(cè)試分析儀設(shè)計(jì)科學(xué)、便于快速拆卸裝箱攜帶。本發(fā)明的測(cè)試分析儀自動(dòng)化程度高，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試過(guò)程的全自動(dòng)化及測(cè)試全程可視化，可顯示實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，亦可查閱歷史數(shù)據(jù)，在大幅度減少人工操作的同時(shí)，提高了測(cè)試精度。
【權(quán)利要求】
1.一種全自動(dòng)頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀，包括解吸裝置、氣體檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和上位機(jī)，其特征在于:所述的解吸裝置含有恒溫水浴箱和兩個(gè)解吸罐，兩個(gè)解吸罐放置在恒溫水浴箱中；每個(gè)解吸罐由罐體、罐蓋、快速夾具、快速接頭A、溫度傳感器A組成，罐體和罐蓋之間設(shè)有O型密封圈；罐體上部和罐蓋四周均勻分布有三個(gè)配套的快速夾具，使罐體與罐蓋間形成的壓扣式連接；所述快速接頭A、溫度傳感器A均通過(guò)螺紋安裝在罐蓋上；所述的兩個(gè)解吸罐用于快速放入巖樣； 所述的氣體檢測(cè)裝置包括檢測(cè)箱體及安裝在箱體內(nèi)的計(jì)量筒、集氣瓶和壓力傳感器；所述檢測(cè)箱體由底板，前擋板，右側(cè)板，后板，左側(cè)板和上蓋板通過(guò)螺栓、螺母固定連接構(gòu)成；在箱體底板上均勻分布有四個(gè)底腳，各個(gè)底腳通過(guò)上下兩個(gè)調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)高度與平穩(wěn)性；所述計(jì)量筒通過(guò)夾具環(huán)A和夾具座固定在所述箱體左側(cè)板上；在計(jì)量筒頂部安裝有液位傳感器，計(jì)量筒底部連接有三通接頭A，所述三通接頭A的第二個(gè)接頭通過(guò)導(dǎo)管與液位計(jì)快插接頭連接，液位計(jì)快插接頭與液位計(jì)連接，液位計(jì)安裝在計(jì)量筒前，所述三通接頭A的第三個(gè)接頭通過(guò)導(dǎo)管與集氣瓶底部連接的三通接頭C的第二個(gè)接頭連接；三通接頭C的第三個(gè)接頭通過(guò)導(dǎo)管連接穿板安裝接頭A，穿板安裝接頭A安裝在左側(cè)板的下部，穿板安裝接頭A—端與排水閥連接；所述集氣瓶通過(guò)夾具環(huán)B固定在所述箱體右側(cè)板上，集氣瓶?jī)?nèi)裝有液體，集氣瓶在收集到頁(yè)巖氣時(shí)，通過(guò)集氣瓶下連接的三通接頭C與導(dǎo)管將瓶?jī)?nèi)的液體壓入計(jì)量筒中；集氣瓶上方通過(guò)螺紋安裝有溫度傳感器B、快速接頭B和卡套式直通接頭；所述的快速接頭B通過(guò)導(dǎo)管連接箱體上蓋板內(nèi)側(cè)的穿板安裝接頭C，上蓋板外側(cè)則通過(guò)安裝的穿板安裝接頭C連接注水閥，構(gòu)成一個(gè)排氣/注水口 ；所述的卡套式直通接頭通過(guò)導(dǎo)管連接穿板安裝接頭B的一端，穿板安裝接頭B固定在托板上；所述托板通過(guò)螺栓、螺母固定在裝置的后板上；所述的壓力傳感器通過(guò)三通接頭B連接穿板安裝接頭B的另一端，三通接頭B的第三個(gè)接頭與內(nèi)螺紋直通接頭連接；內(nèi)螺紋直通接頭通過(guò)導(dǎo)管連接箱體上蓋板內(nèi)側(cè)的手動(dòng)閥，手動(dòng)閥通過(guò)螺栓、螺母安裝在一塊連接板上，在所述的箱體上蓋板外表面安裝有一個(gè)手動(dòng)閥扭動(dòng)把手，用于控制管路的通斷；所述的手動(dòng)閥的一端還連接有導(dǎo)管，導(dǎo)管一端穿過(guò)后板上的導(dǎo)管孔，所述穿過(guò)導(dǎo)管孔的導(dǎo)管在測(cè)試分析儀使用時(shí)用于連接解吸裝置的快速接頭A ； 所述的數(shù)據(jù)采集盒包括采集盒框體、采集盒前面板、采集盒后面板和采集盒內(nèi)置的硬件電路，數(shù)據(jù)采集盒的硬件電路用于采集氣體檢測(cè)裝置檢測(cè)到的信號(hào)，并將信號(hào)濾波和處理，及模數(shù)轉(zhuǎn)換后將信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)； 所述的上位機(jī)用于對(duì)信號(hào)顯示、存儲(chǔ)和分析，通過(guò)上位機(jī)直觀顯示測(cè)量過(guò)程及結(jié)果； 所述的解吸裝置、氣體檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)采集盒均通過(guò)快速接口連接，數(shù)據(jù)采集盒通過(guò)USB總線(xiàn)將信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自動(dòng)頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀，其特征在于:所述的解吸罐罐體上部和罐蓋設(shè)有配套的快速夾具，每套快速夾具包括手柄、支架、固定塊、U型圈、鎖緊螺母、銷(xiāo)軸A和銷(xiāo)軸B，其中支架通過(guò)螺釘固定在罐蓋上，支架和手柄通過(guò)銷(xiāo)軸B連接，手柄中設(shè)有孔，銷(xiāo)軸A橫穿在手柄的孔中，所述銷(xiāo)軸A兩端有連接孔；所述固定塊由螺釘固定在罐體上，U型圈的兩端加工有螺紋；當(dāng)罐體與罐蓋間要壓扣緊密時(shí)，將U型圈先套在固定塊上，U型圈有螺紋的兩端從下往上插入銷(xiāo)軸A兩側(cè)的連接孔中，并在銷(xiāo)軸A的連接孔上下用鎖緊螺母將U型圈固定，調(diào)節(jié)U型圈套在固定塊上的位置可使罐體與罐蓋夾緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自動(dòng)頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀，其特征在于:所述快速接頭A外部還有一個(gè)可拆卸保護(hù)蓋，在測(cè)試分析儀不使用時(shí)，將其安裝于快速接頭A上起到保護(hù)作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自動(dòng)頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)采集盒的采集盒前面板上設(shè)置有按鈕和接口，包括“開(kāi)關(guān)”、“一號(hào)電池”、“二號(hào)電池”、“外部供電”四個(gè)按鈕，及“一號(hào)充電”，“二號(hào)充電”，“外部電源”三個(gè)接口，散熱孔也設(shè)在采集盒前面板上；采集盒后面板設(shè)置有通道一、二、三、“數(shù)據(jù)通訊”的通訊接口及“風(fēng)扇電源”供電接口，還設(shè)有散熱風(fēng)扇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自動(dòng)頁(yè)巖含氣量測(cè)試分析儀，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)采集盒中內(nèi)置的硬件電路設(shè)有電源模塊、信號(hào)接收模塊、信號(hào)處理模塊、USB總線(xiàn)；電源模塊包括直流電源、穩(wěn)壓模塊和電量監(jiān)測(cè)模塊；直流電源采用大容量蓄電池，穩(wěn)壓模塊采用WRB-DC2424YMD-3W芯片，將直流電源產(chǎn)生的18-26V電壓轉(zhuǎn)化為24V電壓穩(wěn)定輸出，電量監(jiān)測(cè)模塊由兩個(gè)高阻值分壓電阻構(gòu)成，在低功耗模式下對(duì)電源電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)；所述信號(hào)接收模塊用于接收液位傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器采集的信號(hào)；所述的信號(hào)處理模塊設(shè)有I/O接口、濾波模塊、I/V信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、連接方式選擇模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊；其中連接方式為差分連接、單端參考連接 和單端無(wú)參考連接。
【文檔編號(hào)】G01N7/16GK103900928SQ201410161478
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】帥琴, 王龍, 李波, 劉銀年, 趙海侗 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）, 中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所啟東光電遙感中心